用于制备含氮肥料颗粒的反应器制造技术

提出了一种用于制备含氮肥料颗粒的反应器，其中所述反应器的内壁涂布有至少一种有机二氧化硅化合物的层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及肥料特别是尿素的领域，并且涉及涂布有至少一种有机二氧化硅化合物从而避免肥料沉积物沉淀的造粒反应器，用于涂布硬质表面的方法，用于避免肥料沉积物沉淀在硬质表面上的方法，以及有机二氧化硅化合物作为硬质表面的涂层的用途。
技术介绍
肥料是天然源或合成源的任何有机或无机材料，其被加入土壤中从而供应植物生长所需的一种或多种植物养料。肥料通常以不同的比例提供六种主要营养素：磷、钾、钙、镁、硫和特别是氮。氮的来源可以是天然源或合成源；然而主要的含氮肥料为铵盐，例如硝酸铵，特别是尿素。与通常含氮肥料(特别是尿素)的制备相关的方法是现有技术中公知的。例如，EP1711447B1(Uhde)公开了通过合成步骤、蒸发过程和造粒单元制备包含尿素的施肥试剂的方法。根据所述方法，使用自动调节的离心泵减少停留时间并且优化用于将蒸发过程的产物流输送至造粒单元的方法的组件的定位。还公知的是通过在流化床中造粒制备肥料颗粒，例如在EP0289074B1或US3,372,019中所述。该技术在20世纪70年代中期由NSMSluiskil开发。通常地，将包含至多97重量％尿素的料液分配至注射头，料液在注射头处被精细雾化进入由空气辅助的移动粒子床。WO2012034650A1(Uhde)涉及使用尿素造粒机制备具有低吸水能力的尿素颗粒的方法，所述尿素造粒机具有颗粒流动入口侧和相反的颗粒流动出口侧并且形成轴线，沿着所述轴线由尿素溶液和尿素/铵盐流形成尿素颗粒，其中尿素溶液和尿素-铵盐流经由供料系统单元经由不同喷嘴以混合物的形式喷射或分离喷射进入尿素造粒机中的种子材料上。在喷射造粒的过程中，形成流化床的小粒子由于肥料液滴而分层从而在反应器中的造粒路径上形成具有增加的直径的颗粒。由于仅希望具有限定的平均直径的粒子的小窗口，因此获得的肥料进行筛选并且在规格之外的粒子–任选在磨机中粉碎之后–返回过程中。与通常含氮肥料颗粒特别是尿素颗粒的制备相关的主要缺点是如下事实：在造粒的过程中肥料具有强烈的沉淀倾向。粉尘沉积物在反应器的内壁处结块造成的影响是：从表面不时粉碎的较大部分的沉积物污染了流化床，同时增加了尿素热解产物(例如缩二脲)的量并且具有不规则和不希望尺寸和形状的粒子造成满足给定规格的颗粒的更低输出。粉尘沉积物还可能堵塞造粒机的出口。因此反应器需要在短期内冷却、排料和清洗。显然地，这造成增加的维护需求和操作需求。本专利技术所基于的问题是避免如上所述的现有技术的缺点。更特别地，本专利技术的目的是提供一种新型反应器，所述反应器避免或减少内壁处的沉淀和结块产物的形成。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的涉及一种用于制备含氮肥料颗粒的反应器，其中所述反应器的内壁涂布有至少一种有机二氧化硅化合物的层。出人意料地，发现甲基聚硅氧烷是用于涂布各种硬质表面(特别是不锈钢)从而避免通常肥料颗粒和特别是尿素的沉淀的出色的树脂。容易通过喷射施加的具有数微米厚度的涂层造成内壁上的显著更少的沉淀并且大大延长了反应器进行排料和清洗的周期。特定涂层的另一个优点是层在直至150℃(峰值温度)时维持稳定并且在约110℃的恒定操作条件下特别稳定。本专利技术的第二个目的涉及用于涂布硬质表面的方法，其中用至少一种甲基聚硅氧烷处理选自如下的表面：钢、不锈钢、铝或包含铁和/或铝的合金。硬质表面和反应器尽管所述方法可能适用于任何合适的硬质表面，例如钢、不锈钢、铝或包含铁和/或铝的合金，本专利技术的优选的实施方案涉及反应器的金属内壁。更优选地，反应器为包括流化床的造粒机，所述造粒机例如可用于制备肥料颗粒。无需涂布反应器的整个内壁，相反有利的是至少涂布内壁的位于流动床区域上方的部分，该部分严重经受沉积物的沉淀。流化床包括充当肥料(特别是尿素)的核或种子的小粒子。尿素溶液通过喷嘴喷入该床中。优选地，种子和肥料液滴的流动方向是逆流的。肥料溶液通常具有小于10，优选小于5重量％的极低的水含量，并且可以包含助剂例如甲醛、尿素甲醛、硫酸铝、硫酸镁、微量养料和其它烃类造粒添加剂。种子材料需要与制备的肥料颗粒化学相容。特别优选的是通过过程制备并且回收的经粉碎的尺寸过大或尺寸过小的肥料颗粒。如果种子材料比希望的最终产物小20至80％，优选40至80％，特别是60至80％，其具有最佳尺寸。由于希望形成具有低水含量但是具有高水合能力的肥料颗粒，优选选择尽可能小的种子尺寸，从而保证完全被肥料溶液覆盖的材料。在一个优选的实施方案中，反应器包括用于第二肥料化合物的额外入口，允许制备例如包含尿素和铵盐的肥料。涂层本专利技术的重点包括出人意料地观察到通常有机二氧化硅化合物，更特别地聚硅氧烷，甚至更优选甲基聚硅氧烷是非常有效的涂层，在流化床中的造粒过程中避免含氮肥料特别是尿素的沉淀和结块。合适的有机二氧化硅化合物的示例包括具有式H(OSiH2)nOH和(OSiH2)n的基团的低聚和聚合的氢化物。聚硅氧烷还包括支链化合物，限定特征是每对硅中心被一个氧原子分离。硅氧烷官能团形成硅树脂的骨干，其第一示例为聚二甲基硅氧烷。尽管通常有机二氧化硅化合物可用，通常甲基聚硅氧烷作为硬质表面的涂层具有出色的性质，有利的是选择具有根据DIN3679的约10至约55mm2/s，优选约20至约35mm2/s的运动粘度的可喷射产物。还有用的是选择具有高于约60℃，优选高于65℃的闪点和高于180℃，优选高于210℃的燃点的甲基聚硅氧烷从而保证涂层在过程条件下保持稳定。发现目前最有效的树脂是MSE100(WackerChemie)，其为低聚硅酸甲酯的混合物的甲基酯，也被称为甲氧基官能化的甲基聚硅氧烷树脂。为了改进的硬化，所述甲基聚硅氧烷可以包含聚合催化剂，所述聚合催化剂通常为烷基钛化合物，例如聚二丁基钛酸酯。基于有机二氧化硅化合物计算，合适的量为约1至约10重量％，优选约5至约8重量％。在施加有机二氧化硅化合物之前，有利的是例如通过使用脱脂剂(例如异丙基醇和/或包含表面活性剂的市售清洗剂)清洗硬质表面。还有用的是使表面经受喷砂。可以通过任何合适的过程(例如浸渍、浸泡和特别是喷射)将涂层施加至硬质表面。涂层的合适的厚度为约5至约100μm，特别是约15至约25μm。一旦将涂层施加至表面，应当允许反应器在例如约20℃的环境条件下干燥约一天。特别有用的是在初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备含氮肥料颗粒的反应器，其中所述反应器的内壁涂布有至少一种有机二氧化硅化合物的层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.01 EP 13178904.21.用于制备含氮肥料颗粒的反应器，其中所述反应器的内壁涂布
有至少一种有机二氧化硅化合物的层。
2.用于涂布硬质表面的方法，其中用至少一种甲基聚硅氧烷处理
选自如下的表面：钢、不锈钢、铝或包含铁和/或铝的合金。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述硬质表面为反应器的内
壁。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述反应器为造粒机。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述反应器包括流化床。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述反应器为用于制备肥料
颗粒的造粒机。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述肥料颗粒包含尿素或由
尿素组成。
8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·波特霍夫，A·格鲁尔克，L·科特，H·阿尔特胡埃斯，S·卡斯克尔，
申请(专利权)人：伍德肥料技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL